平原地區(qū)填方路基臨時(shí)排水溝

曲云龍++劉松鳴

摘 要：高速公路路基施工中，排水線路通暢在施工的整個(gè)過(guò)程中都顯得尤為重要，在較難排水地區(qū)水路通暢能夠保證機(jī)械進(jìn)場(chǎng)、臨建施工、場(chǎng)地清表等前期工作如期進(jìn)行，在施工中期能夠保證已完成的分項(xiàng)工程、分部工程雨后不被水浸泡，避免返工。在工程后期可直接結(jié)合臨時(shí)排水系統(tǒng)進(jìn)行修整改建成為永久性排水系統(tǒng)，降低后期收尾工作的難度，一定程度上節(jié)約施工成本。

關(guān)鍵詞：臨時(shí)排水系統(tǒng)；雨后排水；水路改建

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.093

1 前言

本文以平原地區(qū)填方路基為依托對(duì)臨排系統(tǒng)的施工以及改建進(jìn)行討論，項(xiàng)目地處長(zhǎng)江中下游平原，地勢(shì)平坦，平均海拔較低，地下水位較高，降雨量充足，年平均降水量在之間。在盛夏6-8月份常有中雨大雨甚至暴雨情況出現(xiàn)，并且多數(shù)地區(qū)雨后常有大面積積水，排水較為困難。

本文在第一部分研究臨時(shí)排水系統(tǒng)的建立，主要為臨時(shí)排水溝的設(shè)計(jì)原理及簡(jiǎn)單的施工工序，第二部分主要研究由于排水方向需求發(fā)生變化引起的排水線路改建問(wèn)題，文中研究的內(nèi)容在一定程度上能解決雨后排水困難，以及盲目改建引起建成排水系統(tǒng)不規(guī)范等問(wèn)題。

2 臨時(shí)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高速公路路基施工應(yīng)做好臨時(shí)排水系統(tǒng)總體規(guī)劃和建設(shè)，臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)結(jié)合永久性排水設(shè)施綜合考慮，并與線外的自然排水系統(tǒng)相協(xié)調(diào)[1]。

臨時(shí)排水系統(tǒng)建立不完備，會(huì)出現(xiàn)如下情況：

（1）路基基底及排水路線積水。

（2）小構(gòu)洞口積水。

（3）路基基底欠寬或超寬。

平原多雨地區(qū)高速公路路基施工時(shí)臨時(shí)排水路線不通暢，每次雨后、小構(gòu)挖基施工過(guò)程中、橋梁鉆孔施工過(guò)程中產(chǎn)生的水難以排出，就要反復(fù)安排機(jī)械及人工進(jìn)行排水路線疏導(dǎo)。而且整體排水路線無(wú)規(guī)劃就會(huì)出現(xiàn)能往哪排往哪排、就近排、往農(nóng)田排、往民用潛水渠排等錯(cuò)誤的排水方向，導(dǎo)致水系癱瘓，民事糾紛多，尤其路基在路基填筑到一定高度時(shí)再反復(fù)調(diào)機(jī)械去排水徒增排水成本。

2.1 排水線路標(biāo)高對(duì)路基寬度的影響

路基填筑時(shí)往往以施工紅線寬度作為依據(jù)進(jìn)行填筑，缺少經(jīng)驗(yàn)的施工員只考慮寬度而忽略標(biāo)高是否達(dá)到基底設(shè)計(jì)值。所以當(dāng)天然地面高程與基底設(shè)計(jì)高程有出入時(shí)，填筑寬度同時(shí)受到影響。所以臨時(shí)排水路線的確立對(duì)下一步路基填筑施工，以及后期附屬施工（如邊坡，水溝，隔離網(wǎng)）施工影響至重，如圖2-1為排水溝標(biāo)高影響路基寬度示意圖。

圖中1、2兩條虛線代表路基基底實(shí)際標(biāo)高，分別高于或低于設(shè)計(jì)標(biāo)高，如果基于實(shí)地標(biāo)高進(jìn)行邊溝施工就會(huì)導(dǎo)致紅線相對(duì)于邊溝欠寬或超寬；如果按照設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)高準(zhǔn)尺寸進(jìn)行施工，則現(xiàn)場(chǎng)需外運(yùn)或回填大量土。尤其在附屬施工時(shí)路基已經(jīng)基本填筑成型，再進(jìn)行外運(yùn)或回填土都會(huì)比施工前期麻煩，如果二期正在施工也會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)層造成一定污染。所以在設(shè)計(jì)臨排水溝時(shí)應(yīng)綜合考慮，將后期施工成本降到最低。

2.2 臨時(shí)排水溝設(shè)計(jì)原則

臨時(shí)排水溝排設(shè)計(jì)擬采用如下原則：

（1）以小構(gòu)與橋頭/尾為結(jié)點(diǎn)，進(jìn)行分段落排水。

（2）以永久性排水溝設(shè)計(jì)高程為高程依據(jù)，設(shè)計(jì)排水流向?yàn)榱飨蛞罁?jù)。

（3）臨時(shí)排水溝橫斷面與永久性排水溝橫斷面挖方填方土量盡量保證均衡。

2.3 橫斷面設(shè)計(jì)

如圖2-2，為永久T型邊溝設(shè)計(jì)尺寸，為節(jié)約開挖時(shí)間成本，將臨排水溝形狀擬定為矩形水溝，給出兩種尺寸換算。同時(shí)計(jì)算每延米土量。圖中，換算溝型1、換算溝型2為方便臨時(shí)排水溝的施工而做出一定的尺寸調(diào)整，其數(shù)據(jù)并不唯一，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地情況做出選擇。下面將對(duì)換算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算：

標(biāo)準(zhǔn)T型排水溝每延米土方量：

根據(jù)土量均衡原則，

換算溝型1：

則該溝型的換算開挖深度為：；

換算溝型2：

同理該溝型換算開挖深度為。

兩種換算溝型均保證了1米邊坡平臺(tái)及隔離柵平臺(tái)寬度，并考慮后期小型挖機(jī)施工工作面寬度。對(duì)于其他尺寸的邊溝，施工前期施工員應(yīng)做好尺寸的換算，避免在邊溝施工時(shí)材料反復(fù)倒運(yùn)。

2.4 臨時(shí)排水溝簡(jiǎn)易施工工序

（1）測(cè)量人員對(duì)圖中矩形水溝開挖內(nèi)邊線放樣，偏距為路基基底邊坡坡腳設(shè)計(jì)偏距+1（邊坡平臺(tái)寬度），并標(biāo)定高程

（2）根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核，并確定放樣點(diǎn)位的實(shí)際填挖高度。

（3）沿各放樣點(diǎn)撒白灰線，并組織挖掘機(jī)開挖，開挖過(guò)程中應(yīng)有施工員專門復(fù)核各點(diǎn)尺寸，以免帶來(lái)不必要返工。

小結(jié)：臨時(shí)排水溝的施工并非只是完成矩形溝的開挖，而是對(duì)路基基底設(shè)計(jì)坡腳外4.2米（按例圖尺寸）范圍內(nèi)進(jìn)行整體修整，目的不僅是為了排水，同時(shí)應(yīng)該保證后期T型邊溝施工時(shí)土量平衡，避免場(chǎng)內(nèi)土多次運(yùn)輸?？紤]到路基施工過(guò)程中邊坡滾落石子，廢土塊.及流水對(duì)臨時(shí)排水溝的沖刷，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)開挖深度的計(jì)算值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，施工過(guò)程中不必吹毛求疵，大致控制尺寸，使得雨后水能夠及時(shí)排出即可。臨時(shí)排水溝應(yīng)快速完成否則影響后續(xù)的路基填筑施工進(jìn)度。

3 排水線路改建

3.1 標(biāo)高調(diào)整及偏距修正

在某些項(xiàng)目從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成到進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)間間隔較長(zhǎng)，未完全考慮某地區(qū)具體地形變化，或者對(duì)常水位調(diào)查不夠精準(zhǔn)，或在施工后期由于結(jié)合當(dāng)?shù)厮慕ㄔ匀慌潘到y(tǒng)廢棄或遷移[2]。在標(biāo)高及位置上常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)排水系統(tǒng)與自然水系結(jié)合存在矛盾的情況，如上文2.1節(jié)敘述，在做出標(biāo)高調(diào)整的同時(shí)，也應(yīng)對(duì)偏距進(jìn)行修正：

圖3-1中當(dāng)水溝設(shè)計(jì)標(biāo)高提升高度時(shí)，寬度隨其變化而變化并與坡率有關(guān)。為保證邊坡平臺(tái)寬度的標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)該對(duì)當(dāng)前位置的偏距進(jìn)行修正。

下面針對(duì)幾種特殊情況討論相應(yīng)的標(biāo)高調(diào)整及偏距修正。為方便讀者快速理解敘述內(nèi)容現(xiàn)定義下列名詞：

設(shè)計(jì)進(jìn)水口標(biāo)高：即圖紙?jiān)O(shè)計(jì)某單向排水段落標(biāo)高最高的點(diǎn)

設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高：即圖紙?jiān)O(shè)計(jì)某單向排水段落標(biāo)高最低的點(diǎn)

進(jìn)水口常水位標(biāo)高：水流入線路時(shí)水位的一般標(biāo)高

出水口常水位標(biāo)高：線外溝渠常水位的一般標(biāo)高

分散型排水：某一節(jié)段（小構(gòu)、橋頭為節(jié)點(diǎn)）排水向兩側(cè)分散

匯聚型排水：某一節(jié)段（小構(gòu)、橋頭為節(jié)點(diǎn)）排水向中間匯聚

（1）出水口常水位標(biāo)高≥設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高。若某段落排水溝出水口低于常水位標(biāo)高則該段排水溝將有一部分或整體長(zhǎng)期浸泡在水中，大大影響排水功能，因此現(xiàn)場(chǎng)施工前在測(cè)量好出水口常水位時(shí)，應(yīng)針對(duì)此情況對(duì)設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，并修正偏距。

如圖3-2，3-3，為設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高低于設(shè)計(jì)常水位的情況，分別為水溝長(zhǎng)期整體或部分受水浸泡。虛線部分為調(diào)整后位置及坡度，為設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高提升值，調(diào)整后應(yīng)根據(jù)值及整后坡度b%確定線性變化的每個(gè)值。

此時(shí)，偏距修正值： （計(jì)算原理參照?qǐng)D3-1）

注：如果變化不大，為提高工作效率可以選擇該段標(biāo)高最小提升值進(jìn)行偏距修正。

（2）設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高≥原地表標(biāo)高。若某段落排水溝出水口標(biāo)高高于地表標(biāo)高，雖然不影響其排水效果，但該段水溝在施工時(shí)就需要大量回填土，而且建成后顯得特別突兀且與環(huán)境不協(xié)調(diào)，薄弱的外壁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期雨水沖刷，外側(cè)土逐漸流失，影響其耐久性。因此施工時(shí)也應(yīng)該針對(duì)此情況進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整及偏距修正，如圖3-4。

計(jì)算方法同上，可得出偏距修正值為：

注：如果下調(diào)高度過(guò)大，可能會(huì)出現(xiàn)偏距大于紅線寬度，出現(xiàn)超線的情況，因此現(xiàn)場(chǎng)施工前應(yīng)仔細(xì)測(cè)算確保偏距合理。

（3）取消原線外排水系統(tǒng)的情況。當(dāng)線外排水系統(tǒng)：溝渠，拱涵等因當(dāng)?shù)厮慕ǖ仍蛴谰眯詥适潘δ埽枰∠麜r(shí)，則會(huì)出現(xiàn)如下情況：

a匯聚型排水改單向排水，如圖3-5原排水路線設(shè)計(jì)進(jìn)水口2改為調(diào)整后的出水口，原設(shè)計(jì)出水口功能喪失改為正常排水線路，其標(biāo)高提升高度為整段落最大提升值。此種情況可視為2.1中的特種形式所以，此時(shí)偏距修正值仍為：

b分散型排水改單向排水。如圖3-6原排水路線設(shè)計(jì)出口1改為調(diào)整后的進(jìn)水口，原設(shè)計(jì)進(jìn)水口功能喪失改為正常排水線路，其標(biāo)高降低高度為整段落最大下降值。此種情況可視為2.2中的特種形式，此時(shí)偏距修正值仍為

注：以上兩種情況為路基橫向排水系統(tǒng)構(gòu)造物（拱涵，管涵等）取消的特殊情況，對(duì)于設(shè)計(jì)進(jìn)水口1，設(shè)計(jì)進(jìn)水溝2，設(shè)計(jì)出水口1，設(shè)計(jì)出水口2，標(biāo)高均聯(lián)系相鄰排水系統(tǒng)，所以在以上四點(diǎn)標(biāo)高調(diào)整時(shí)應(yīng)仔細(xì)測(cè)算其對(duì)應(yīng)值，確保水能順利流出，避免出現(xiàn)線路內(nèi)積水的情況。

3.2 極限情況下排水線路改建

施工中偶爾會(huì)遇到這種情況：當(dāng)進(jìn)水口標(biāo)高不可變化時(shí)，但出水口常水位較高，排水線路相對(duì)較長(zhǎng)，如直接提高設(shè)計(jì)出水口后的坡度不足以使排水線路排水能力達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，但仍需解決排水問(wèn)題，避免排水線路被水浸泡可采取如圖3-7方法解決。

按圖種情況，原排水線路仍有一部分在常水位以下，但前提限定條件設(shè)計(jì)出水口標(biāo)高不可變化，可將線路調(diào)整為類“階梯”狀，每段梯度保持一定的原設(shè)計(jì)排水坡度，每段臺(tái)階可設(shè)為0坡度，或者較小的排水坡度，既能保證進(jìn)水口的流水壓力，又能保證出水口仍有一定的泄水能力，并且高于常水位。

小結(jié)：前文3.1總結(jié)四種改建情況適用于大多數(shù)排水系統(tǒng)的改建，其他復(fù)雜情況多為以上四種情況的疊加或者值變化導(dǎo)致的特殊情況，只要掌握偏距隨標(biāo)高變化的基本原理，以及保證線內(nèi)排水設(shè)計(jì)標(biāo)高高于線外常水位標(biāo)高就能改建出合理的協(xié)調(diào)的排水系統(tǒng)[3]。3.2情況為保證進(jìn)水口壓力和出水口泄水能力的極限情況，在工程中很少遇到，一般為連續(xù)改建時(shí)導(dǎo)致進(jìn)水口標(biāo)高不可調(diào)整情況。

4 結(jié)語(yǔ)

文中總結(jié)的幾種情況均為作者本人在高速公路現(xiàn)場(chǎng)排水附屬施工時(shí)常遇見的情況，有些問(wèn)題在施工前已經(jīng)規(guī)避，但是有些缺少經(jīng)驗(yàn)的施工員在施工前期只追求施工進(jìn)度，缺少全面考慮，把很多能順帶解決的問(wèn)題擱置，徒增后期施工難度。機(jī)械費(fèi)用、人工費(fèi)用成本往往是前期施工的2-3倍甚至更高。

在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，面對(duì)同樣的清單價(jià)格，利潤(rùn)多體現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化的施工管理，能否將分部工程的銜接規(guī)劃好，分項(xiàng)工程的細(xì)節(jié)考慮到位，安排合理，在細(xì)枝末節(jié)上追求標(biāo)準(zhǔn)化，往往是考察一個(gè)團(tuán)隊(duì)綜合實(shí)力強(qiáng)弱的基本條件。

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